Способ обработки низкоуглеродистой стали в ковше

 

О П И С А Н И Е < 1998531

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ союз Советск их

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 18. 12. 80 (21) 3219280/22-02 (5l)M. Кл. с присоединением заявки №С 21 С 7/06

Г4щтафстВевеые вемвтет

СССР ве аелает вэебуетеей и втевытмй. (23)Приормтет(53) УДК 669.182.

° 7l(088.8) Опубликовано 23. 02. 83. Бюллетень № 7

Дата опубликования опмсания 23.02.S3

А.М.Поживанов, Н.Д.Карпов, П.С.Климашин, В.В.

Ю.ф. Вяткин, А.А.1(еликов, В.Б. Ганкин, А.С.Смофков@ .-„

Р. С, Васильева и В. Е. Сирота

Всесоюзный ордена Ленина научно-исследовательский;., и проектно-инструкторский институт металлургичеакащ „ машиностроения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОД

СТАЛИ В КОВШЕ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к обработке жидкой стали в ковше.

При производстве стали в мартеновских печах и конверторах раскисление и легирование металла алюминием,.

5 в основном проводят при его выпуске из печи в ковш путем присадки алюминия или его сплавов в виде чушек..

При этом степень усвоения алюминия незначительна, поскольку большая его часть выгорает, в результате чего содержание растворенного в стали алюминия оказывается ниже марочного.

Увеличение we количества присаживае-. 15 мого алюминия в расчете на угвр приводит к удорожаниЮ стали и ухудшению ее качества. Затрудняется также получение заданных свойств по штампуемости листа для глубокой вытяжки, 2о которая обеспечивается узкими пределами содержания алюминия 0,03- 0,064.

Более экономичным и надежным является способ раскисления (пегирова2 ния ) стали в ковше, включающий подаЧу алюминия в виде проволоки или стержня и перемешивание металла инертным газом. Предложение наиболее эффективно, может быть использовано при выплавке качественной низкоуглеродистой ст али (типа 086 ) в мартеновских и кислородно-конверторных цехах.

Известен способ обработки стали, согласНо которому в ковш с металлом вводят алюминиевую проволоку диаметром более 5 мм со скоростью 5 м/с и одновременно вдувают инертный газ 11.

Недостатком известного способа является то, что алюминиевая проволока расплавляется на незначительном расстоянии 200-500 мм от .границы шлак-металл, вследствие чего степень усвоения алюминия низка.

llo этой же причине металл в нижней части ковша не успевает прореагировать с алюминие» и его распределение в объеме ковша оказывается не9985 где Г - время расплавления, мин; 3 - диаметр стержня, м.

Кроме того, продувку стали производят с переменной интенсивностью максимальной до ввода стержня и после его расплавления и 0,5-0,7 максимального значения при расплавлении стер>ння.

Предварительная продувка в течение

0,5- 1,0 мин необходима для создания в объеме металла интенсивных циркуляционных потоков, а также для образования подвижного шлака с целью oG3 равномерным. Кроме того, изготовление проволоки, сматывание ее в рулоч и размотка при обработке стали являются спо>нными процессами, требующими специального оборудования. s

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ обработки стали в ковше, в котором алюминий вводят а металл в виде стержня, причем 0 конец стержня вставляют в стальную трубу, соединенную с трубой для продувки, и затем после полного расплавления стержня начинают продувку инертным газом j2 j.

Недостатком известного способа также является неравномерное распределение алюминия в объеме жидкого металла из-за того, что продувку начинают после полного расплавле- 20 ния стержня.

Кроме того, при прохождении холодного алюминиевого стержня через слой шлака последний быстро затвердевает на поверхности стержня в виде 25 пленки, которая затрудняет теплопередачу от жидкой стали к стержню и увеличивает время его расплавления. целью изобретения является повышение степени усвоения алюминия и улучшение качества стали.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки низкоуглеродистой стали в ковше, включающему продувку инертным газом и рас- з5 кисление алюминиевым стержнем, стер-. жень предварительно нагревают до температуры 300-400 С и вводят в сталь через 0,5-1,0 мин после начала процесса продувки, при этом время 4о продувки в 3-5 раз превышает время расплавления стержня, определяемого по формуле ЯЯ ф ° )) 31 легчения ввода алюминиевого стержня.

При этом нижнее значение времени предварительной продувки является оптимальным для обработки стали в ковше 100-160 т, а верхнее - для ковшей 300-350 т.

Отклонение этого параметра в большую и меньшую сторону от оптимального значения приводит к уменьшению степени усвоения алюминия (таблица ).

Нагрев стержня в пределах 300400 С ускоряет процессы расплавления о и растворения алюминия, что в совокупности с продувкой аргоном по предлагаемому режиму повышает степень усвоения алюминия.

При температуре нагрева ниже

300 С на стержне при прохождении через шлак образуется пленка, затрудняющая теплопередачу, а при температуре выше 400 С алюминиевый стержень теряет жесткость и он может изогнуться в верхних горизонтах ванны,,что приведет к значительному угару алюминия.

Соотношение времени продувки и вре. мени полного расплавления стержня в пределах 3-5 способствует равномерному распределению алюминия по всему объему металла, а также всплыванию неметаллических включений. При выходе соотношения за указанные пределы степень усвоения алюминия сни>нается.

Формула времени расплавления алюминиевого стержня получена эмпирическим путем, при этом используют стандартные литые алюминиевые стержни диаметром 150-300 мм, которыми обрабатывают низкоуглеродистую сталь в ковшах емкостью 160 и 320 т.

Скорость подачи стержня в зависимости от е;о диаметра составляет 4,010,0 м/мин.

Процесс, продувки стали аргоном ведут с переменной интенсивностью.

Предварительную продувку проводят с максимальной интенсивностью для быстрого создания в объеме металла интенсивных циркуляционных потоков, а также для образования подвижного шлака, что облегчает ввод алюминиевого стержня. При введении стержня интенсивность продувки снижают до

0,5-0,7 максимальной с целью увеличения степени усвоения алюминия.

После расплавления стержня интенсивность продувки опять увеличивают до максимального значения, что обеспечивает равномерное распределение

5 9985 алюминия в обьеме ковша и всплыванию неметаллических включений.

Применение предлагаемого способа целесообразно для обработки низкоуглеродистой стали с содержанием алюминия не менее 0,01> сталь глубокой вытяжки, судовая и -.т.д. s сталеразливочных ковшах емкостью l00400 т . В качестве стержня можно использовать стандартные литые алюминиевые слитки диаметром 150-360 мм, при этом размеры слитка выбираются в зависимости от массы обрабатываемой стали, ее марочного состава, а также от содержания алюминия в. ста- 1 ли после выпуска ее из сталеплавиль-, ного агрегата в ковш.

П о и м е р . Конверторную сталь (08ю) для глубокой вытяжки в количестве 350 т вйпускают в ковш, в го который присаживают 120-130 кг чушкового алюминия. Обработку стали алюминиевыми стержнями производят на аргонной установке. По анализу содержания алюминия в ковшевой пробе 25 определяют необходимое количество вводимого алюминия, например из расчета 1,2 кг/т. При этих условиях круглый алюминиевый стержень диамет-. ром 0,3 м имеет длину 2,0-2,2 м. зо

Начинают обработку с предварительной продувки металла аргоном, причем интенсивность продувки в этот

3 период составляет 1,5 и/мин. Через

1 мин интенсивность продувки снижаютз5

31 6 до 0,9 и/мин и в сталь вводят предварительно нагретый до 300400 С алюминиевый стержень. Время расплавления стержня, определенное по формуле : = 22,4 3 составляет около 2 мин. Таким образом,примерно через 2 мин после погружения стержня интенсивность продувки снова повышают до 1,5 м /мин и ведут ее еще

3-7 мин. В результате, общее время продувки составляет 6-10 мин. Резуль-таты опытно-промышленной проверки предлагаемого способа приведены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемый способ обработки стали значительно эффективнее известного (пример 1), в котором при производстве стали

08Ю (марочное содержание алюминия 0,02-0,07K ) в ковш присаживают чушки первичного алюминия из расчета 2,02,5 кг/т.

Технико-экономическая эффек:ивность предлагаемого способа заключается в увеличении степени усвоения алюминия на 20-501 по сравнению с известным, улучшения качества слябов и получаемого из них листа и обеспечении его стойкости к.старению..

Предлагаемый способ позволит снизить расход дорогостоящего раскислителя на 0,5-0,6 кг/т. При производстве стали 08Ю, объемом 2,0 млн.т, экономия на первичном алюминии составит 600 тыс.руб. в год.

998531

t3;

3.3

3"

Э ф

I»

Ф)

X и о с

X э

Э

Э а

Э

3 о

tI3 л,33

Э

Э

l»

C Я

Э

v >x

З .Х

Э ф III

XS и

Э 3Х ас о. Эа

Э с..с и о

IO М

3:Г =3

1Xx z

Э М О а; м

Х(Р3

3 х

Щ и й 1 и о

Э

X х

Э

К с о

L о

tI3 с

Э

Э о х и

IY

«С

1 !

I . !

I ,I

I

1

1

1

1 !

1

Ю

Ю

С4

С4 л

«

СЧ м

Ю

СО л мм

О1 о

I !

l

1

1

I ! !

3тК о

X д Р з

Э л а и C

Ф

X

tt3

K а

Э

СХ о

S х

X

Я с о с! о л

СЧ м

Ю л

0О

CV

Ю л

3»»

<М о

I

1

I

1.

I

1

1 е 1

1 и

1 Э К Оз

I.:ЫЭ О

Э X СX цэ аas

CD и С Х

1 à ——

33 л

00 01

С3 л

Ю л О

CD

С4

I

tI3 а

Э

C .Х

tI3

IШ О м

Ю

СО

СЧ о

CD

Ю

Ю м о л

Ю! х о хо а

3л л о

О X

L X

I

Э

Cl

tCI и

LA

CD л

Ю о

С> о

0 м

3Л

0 м л о

3»

0Ъ м л

Ю ь

-т

3Г\ ь

Ю

Ю

0Ъ О

1

3

I

I

I

1

I

I

t

1

I !

I

1 !

1 !

t

Э К

S S

z X

Э X

О Х89

Ct3 ь Ф

1 л й,3С

Ф х

К K

c s a.

V X tI3 алло

tI3 й

Э л

3Х х

tI3

Х О-ь

Э и 3а о ааs

mca

1

t

3

1

1

I

1 !

I

1

I !

1

1

1

1 !

I

1

1

l

1

1

X Э

X и

Х С t33 эоа о

D S taa

)Х C Э хзх

У III YÎO д х с е

«С II! X О о л м (М

° CV м сч ь о л о о о о л

0Ъ 00

О 1 л

N 1 о в

lA м м

Ю 4

CD rl м ь а о

S и х

Э

z X

s o

С t!3 с с

tI3

1Э О

X v

I ф

0O CV л

О м м 0

CV о о л о о

CD 3Г!

01 0О

Э.

X х

I 1 ttj

X

В

<Й

-а о О л

3Ч -й 4М фЯ т»

О О 00

M с3 о о о л о о о о о о л л о а о о о ъО - О м м м

998531

Составитель В.Долгий

Редактор H.Ðîãóëè÷ Техред К.Иыцьо

Корректор A.Ôåðåíö

Заказ 1077/46 : Тираж 566

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Способ обработки низкоуглеродистой стали в ковше, включающий продувку ее инертным газом и .раскисление алюминиевым стержнем, о т л и - 5 ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения степени усвоения алюминия и улучшения качества стали, стержень предварительно нагревают до температуры 300-409 С и вводят в сталь через 1В

0,5-1,0 мин после начала процесса продувки, при этом .время продувки я 3-5 раз превышает время расплав-ления стержня, определяемого по фор муле 15

,, -QË 0 где Г - время расплавления, мин;

Э вЂ . диаметр стержня, и.

2. Способ по и. 1, î r л и ч а юшийся тем, что продувку стали производят с переменной интенсивностью - максимальной до ввода стержня и после его расплавления и 0,5-0,7 от максимального значения при расплавлении стержня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лвторское свидетельство СССР и 310455, кл. С 21 С 7/00, 1971.

2. Патент Японии М 41-7843, кл. 11809, 1 66,